針對(duì)服役期滿大型航天器在無控情況下再入大氣層解體過程及再入點(diǎn)難以提前預(yù)測(cè),再入解體后生成的碎片可能造成地面?zhèn)Φ葐栴},采用基于空間方位角的碎片有限分組策略與飛行姿態(tài)角隨機(jī)統(tǒng)計(jì)模擬技術(shù),提出非規(guī)則碎片幾何分類與質(zhì)量分布模型及地面散布范圍可計(jì)算建模方法,結(jié)合氣動(dòng)特性當(dāng)?shù)鼗焖偎惴ê腿杂啥葟椀婪匠?建立了空氣動(dòng)力融合彈（軌）道高精度數(shù)值積分碎片運(yùn)動(dòng)散布范圍統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法,初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)航天器無控再入解體碎片的全程跟蹤模擬。結(jié)果表明:解體點(diǎn)彈道傾角對(duì)碎片散布范圍影響很大,散布區(qū)域整體呈細(xì)長(zhǎng)條狀,縱向達(dá)數(shù)千公里,橫向僅為百余公里,質(zhì)量越大的碎片航程越遠(yuǎn)。 

【文章來源】：載人航天. 2020,26(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

各類碎片的數(shù)量與質(zhì)量關(guān)系

根據(jù)第2節(jié)航天器再入多次解體后產(chǎn)生的大量碎片存活墜落地面散布范圍可計(jì)算模型方法,對(duì)航天器解體后的碎片進(jìn)行氣動(dòng)融合彈道的全程模擬。本文以數(shù)值預(yù)報(bào)某大型航天器再入為例,其解體點(diǎn)位置為北緯42°,東經(jīng)0°,海拔高度100 km;解體點(diǎn)速度為7500 m/s,朝向正東;彈道傾角為0.1°;碎片總質(zhì)量為200 kg。對(duì)該航天器無控再入解體碎片散布范圍計(jì)算分析,圖2、圖3分別繪出碎片在地面散布的數(shù)量與質(zhì)量分布�？梢钥闯�,在該給定初始狀態(tài)下,解體碎片的縱向散布范圍可達(dá)5 000多公里,而且碎片質(zhì)量越大,其數(shù)量也就越少,航程也就越遠(yuǎn)。這是因?yàn)樵谠偃氕h(huán)境主要受重力和空氣動(dòng)力影響,空氣動(dòng)力與尺度平方(橫截面積)正相關(guān),而重力與尺度立方(體積)正相關(guān)。在尺度減小時(shí),重力下降得更快,相對(duì)而言,空氣動(dòng)力對(duì)碎片運(yùn)動(dòng)的影響就逐漸增大。圖4繪出特征尺度為0.1 m的片狀碎片在地面的分布范圍。計(jì)算表明,由于考慮到了飛行姿態(tài)的隨機(jī)性,碎片在橫向也會(huì)散開,但橫向航程較縱向航程小很多,寬度約為100 km。圖3 解體碎片在地面的質(zhì)量分布(φ=0.1°)

解體碎片在地面的質(zhì)量分布(φ=0.1°)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3062306